[发明专利]一种PHB复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，特别是涉及一种PHB复合材料及其制备方法。

背景技术

聚羟基丁酸酯PHB是一种天然高分子聚合物，具有生物相容性、生物可降解性、无刺激性、无免疫原性和组织相容性等特殊性能，在组织工程、药物缓释控释系统、骨科以及医用手术缝合线领域获得了成功的应用。PHB有良好的生物降解性，其分解产物可全部为生物利用，对环境无任何污染。它的物理性质和分子结构与聚丙烯很类似，如摩尔质量、软化点、结晶度、拉伸强度等，目前主要应用于医疗、工业、包装、农业等领域。

例如，专利申请CN201210061825.5提供了一种亲水性PHB纤维及其制备方法，由以下质量百分含量的原料经混合纺丝制成：10%~20%亲水性聚合物、0%~45%PLLA和40%~80%PHB；所述亲水性聚合物为甲基丙烯酸共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚氧乙烯、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，该专利申请虽然改善了PHB纤维的亲水性和韧性，但仍存在耐磨性、耐热性和阻燃性不佳的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种PHB复合材料，其具有优异的耐磨性、耐热性和阻燃性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种PHB复合材料，其由以下重量份数的组分组成：PHB 78-85份，润滑剂0.2-0.6份，抗氧剂0.3-0.7份，紫外线吸收剂0.1-0.5份，增容剂4-4.5份，增韧剂3-4份，改性纳米二氧化硅8-12份；

其中，改性纳米二氧化硅的制备步骤为：

S1.将烧烤炉灰渣研磨后过200目筛，然后置于马弗炉中850℃下煅烧4小时得到烧烤炉灰渣粉；

S2.将烧烤炉灰渣粉加入稀盐酸中，加热至60℃后搅拌1小时后取出，过滤后烘干得到酸处理灰渣粉；

S3.将酸处理灰渣粉、氢氧化钠混合均匀后置于马弗炉中，450℃下煅烧1小时后倒入水中，60℃下搅拌30分钟，调节pH值为9后陈化2小时，抽滤后将得到的滤渣用蒸馏水洗涤3次，转入干燥箱中90℃下干燥10小时得到纳米二氧化硅备用；

S4.将番瓜子烘干后粉碎，过50目筛后得到番瓜子粉，将番瓜子粉加入到乙醚中，加热至30℃后150W功率下超声提取50分钟得到提取液，将提取液3500rpm离心转速下离心15分钟得到上清液，将上清液蒸除乙醚后60℃下烘干得到番瓜子油；

S5.将番瓜子油加入氢氧化钠溶液中，60℃下搅拌至完全溶解，移入分液漏斗后用石油醚萃取3次，合并油层后调节pH值为3，用石油醚溶解后水洗至中性，用干燥剂干燥后抽滤，蒸除石油醚后得到混合脂肪酸；

S6. 将步骤S3得到的纳米二氧化硅加入去离子水中，室温搅拌1小时后加入步骤S5得到的混合脂肪酸，加热至90℃后搅拌2小时，取出后用去离子水洗涤3次，100℃下干燥5小时得到改性纳米二氧化硅。

优选地，本发明所述润滑剂为硬脂酸酯。

优选地，本发明所述抗氧剂为抗氧剂264或抗氧剂1076。

优选地，本发明所述紫外线吸收剂为UV-234或UV-531。

优选地，本发明所述增容剂为乙烯-丙烯酸共聚物。

优选地，本发明所述增韧剂为PBAT。

优选地，本发明所述步骤S2中，稀盐酸的质量分数为20%，烧烤炉灰渣与稀盐酸的质量比为1:20；所述步骤S3中，酸处理灰渣粉与氢氧化钠的质量比为1:2.5。

优选地，本发明所述步骤S4中，番瓜子粉与乙醚的固液比为1:17.5g/mL；所述步骤S5中，氢氧化钠溶液的浓度为0.6mol/L，番瓜子油与氢氧化钠溶液的固液比为1:5g/mL。

优选地，本发明所述步骤S6中，纳米二氧化硅与混合脂肪酸的质量比为90:1。

本发明要解决的另一技术问题是提供上述PHB复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，技术方案是：

一种PHB复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份数称取各组分，将称取好的各组分加入混合机中，1000rpm转速下混合5分钟得到混合物；

（2）将混合物送入双螺杆挤出机中，170℃、250rpm螺杆转速、30rpm喂料转速下挤出得到挤出料，水冷、切粒、干燥后得到PHB复合材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：